隨著城市建設的發展，在城市規劃和土地管理過程中需要使用大量的地理圖形數據，同時在具體業務辦理過程中也要產生大量的空間信息，這些信息既是國土資源管理的結果，也是下一階段工作的 重要參考和決策依據。

  廣州市國土資源和房屋管理局作為廣州市的土地管理部門，歷年來積累了大量的地形、地籍和土地利用等空間和屬性數據，但這些數據分散在局內各個部門，且數據的坐標基礎和數據格式都不盡相同，給各部門間的業務銜接和數據共享帶來了極大的麻煩。因此必須依據統一的標準規范建立一個全局共享的地理信息數據庫，并開發一套能夠集中管理、維護并更新海量空間數據的地理信息數據庫管理系統對其進行管理和維護，從而為各部門業務辦理和應用系統開發提供統一的數據平臺，從整體上提高廣州市國土房管局的工作效率和管理水平。

   本文簡述了地理信息數據庫管理系統的結構和功能，以及用．Net開發語言建立基于ArcGIS  Engine 的廣州市國土資源和房屋管理局地理信息數據庫管理系統的思路和方法。

  1  ArcGIS  Engine簡介

    ArcGIS  Engine是與ArcGIS9．0同時推出的獨立的軟件開發包，可以脫離ArcGIS  Desktop環境進行應用程序開發。

    ArcGIS  Engine提供了21個組件對象庫，其 中有基本的圖形庫esriGeometry、顯示庫esriDis-play、制圖庫esriCarto等，擴展的對象庫有三維分析庫esri3D An alyst、網絡分析庫esriNetworkAnalyst等。這些組件對象庫對ArcGIS底層功能進行了封 裝，使GIS開發人員能夠集中精力按照應用需求進行開發。

    ArcGIS  Engine是按照COM標準實現的，支持跨平臺和多種編程語言的開發,在Windows下支持C++、Java、VB、Delphi和．Net等，在UNIX和LINUX下支 持C++和Java，所以可以選擇多種開發方式。

    同ArcObiects相比，ArcGIS Engine是對ArcOb-iects的提煉和簡化，Arcobjects是對ArcMap、ArcCata- log等應用程序的基礎，所以結構龐大。脫離了Ar- cG IS桌面軟件的ArcGIS  Engine結構更加合理，其提供的功能完全能夠滿足各種層次的開發需要，而且保持了開放性和擴展性。

   利用ArcGIS在地理信息系統方面的基礎結構，構建面向特殊應用的地理信息系統軟件。

  2  系統的總體設計

  2．1設計依據

    標準是數據庫建設的靈魂，也是數據庫管理系統開發的基礎。國家、省、市都對土地利用、地形、地籍等數據制定了一系列標準規范。結合廣州市的實際特點，系統嚴格依據《廣州市城鄉地籍數據庫建庫標準》來組織數據、定制功能、設計數據庫和接口，并在具體實現中對其進行必要的擴充，使系統具有良好的規范性和可擴展性。

  2．2系統結構

    系統運行在國土局內部的局域網環境中，采用C／S體系結構，數據庫系統采用Oracle9i，在局內建立統一的數據服務器，地理信息數據統一集中存儲,以保持數據的一致性。服務器端用ArcSDE作為空間數據引擎。利用ArcGIS  Engine開發的地理信息數據庫管理系統作為客戶端部署在數據庫管理部門，提供對數據的檢查、數據入庫和數據更新等功能。

  系統的總體結構如圖1。

2．3空間數據的組織

    空間數據分矢量和柵格兩種不同形式分別存儲于數據服務器上。

    矢量數據采用ESRI公司的Geodatabase數據模型進行存儲，在邏輯上根據圖件的比例尺和種類將空間數據劃分為不同的子庫，在每個子庫中將圖件按要素類別劃分成不同的圖層，同時將類別或性質相關的圖層組織成大類。即矢量數據按子庫、大類、圖層的層次關系進行存儲，如將1：10000地形數據定義為一個子庫，在子庫中定義水系、道路等大類，每個大類中又有一系列的圖層，如水系中又分為線狀水系和面狀水系等圖層。矢量數據的具體組織方式以及與Geodatabase模型元素的對 應關系如圖2所示。

    柵格數據主要是正射影像圖和一些掃描圖件，對于該類數據，以目錄文件方式進行存儲，將每類柵格數據作為一個子庫，對每個柵格子庫建立目錄，在這個子庫級目錄下為其所包含的分區建立目錄，在具體的分區目錄中以圖幅為單位存放該區的柵格圖像。柵格數據的組織結構如圖3所示。

 3  系統主要功能

    客戶端的地理信息數據庫管理系統通過一系列功能模塊組成的集成化應用程序向用戶提供空間數據的管理工具，所有模塊以服務器端的地理信息數據庫為基礎，主要實現以下功能：

    (1)數據質量檢查模塊：主要依據數據庫建庫標準以及相應的國家標準和行業規范，對空間數據的位置精度、拓撲關系以及屬性數據的完整性和邏輯一致性進行檢查，生成檢查報告，從而嚴格控制數據質量，確保數據達到入庫的要求。

    (2)數據入庫模塊：將檢驗合格的空間數據導人空間數據庫，在導人過程中自動完成要素接邊， 并將被更新的數據作為歷史記錄加以保留。

    (3)版本管理模塊：由于空間數據具有時間的特性，不同時期具有不同的形狀和屬性，因此需要將過去的數據保留于歷史庫中，方便用戶對歷史情況的查詢。該模塊在整個數據庫中以時間為主線記錄了空間數據的變化情況，使用戶能夠自由瀏覽各時期數據，將不同時期的數據進行對比，并能將數據庫回溯到以前的某個狀態。

    (4)數據瀏覽查詢模塊：該模塊使用戶能夠對地理信息數據進行圖形瀏覽，完成從圖形和屬性間的雙向查詢與檢索，并根據用戶的要求對數據進行簡單的匯總統計。

    (5)制圖輸出模塊：該模塊向用戶提供以標準圖幅或自定義的方式打印地圖數據的工具，用戶可選擇預先定制好的打印模板，對輸出圖形進行地圖整飾，并根據地理數據庫中的數據制作各種專題圖，包括點密度圖、柱狀圖等。

    (6)空間數據編輯模塊：該模塊提供類似于CAD的圖形編輯功能，讓用戶通過簡單的交互實現對數據庫要素的增加和刪除以及修改要素的圖形特征和屬性。

    (7)數據庫結構管理模塊：提供數據庫擴展功能，使用戶能夠根據需要或新的數據規范增加、刪除或修改地理信息數據庫的邏輯組織結構。具體包括對子庫、大類、圖層的增加、刪除，以及對各圖層中字段的增加、刪除和修改。

    (8)元數據管理模塊：提供對入庫地理信息元數據的集中管理，具體包括對元數據字段的增加和刪除，修改元數據字段的描述及數據類型。

    (9)符號庫管理模塊：系統依據各類圖件的圖式規范制作了一套完整的地圖符號庫，并利用該模塊對符號庫進行管理，可方便地瀏覽符號庫中的所有符號，增加或刪除符號，修改設置各符號的基本屬性。

    (10)系統安全模塊：它是系統能夠持續穩定運行的重要保障，用戶管理功能將用戶劃分為不同的組，并為各組分配相應的權限，使其只能使用特定功能或操作特定范圍的空間數據；  日志管理功能記錄登錄用戶對數據庫的各項操作；數據庫的備份與恢復功能，以便在數據庫崩潰時能夠重建。

4  系統的實現
    基于上述設計方案，作者在SUN880服務器上建立了空間數據庫。服務器的硬件環境為CPU：2個主頻1．2G；內存：4G；硬盤：10個73G的磁盤陣列；備份磁帶：800G；軟件環境為：操作系統SO-LARIS 9，DBMS：Oracle9i + ArcSDE9．0，通過如此高性能的硬件設備和先進的支撐軟件，為整個系統提供了高效、穩定的后臺數據庫。客戶端作者在Windows2000平臺上利用VB．Net 2003和ArcGISEngine工具包開發實現了一個客戶機／服務器(C／S)兩層結構的地理信息數據庫管理系統。

    圖4顯示了系統運行時的主界面，其上的菜單、按鈕提供了系統各組成模塊的具體功能，用戶通過點選適當的功能即可實現對空間數據庫的瀏覽查詢以及對整個空間數據庫的管理和維護。

    圖5顯示了對空間數據庫圖層子段擴展維護的界面。

5  小結

    本文簡述了建立地理信息數據庫管理系統的設 計與實現方法，技術上選擇成熟的ArcGIS  Engine 作為開發工具，避免了從底層開發網絡應用和空間 數據庫訪問的技術難度。

    目前廣州市國土資源和房屋管理局地理信息數據庫管理系統已在全局范圍內正式運行。利用系統強大的空間數據管理與維護功能將局內所有空間數據按照統一的標準集中管理，為各處室提供了數據共享平臺，并通過空間數據訪問接口為需要使用空間數據的應用系統開發提供了一致的開發框架。該系統的使用解決了廣州市國土局業務辦理中數據流不銜接的問題，提高了業務辦理的效率和正確性，推動了廣州市國土房管局整體的信息化水平。

  今后，系統將進一步增強統計分析功能，使其能根據具體業務定制各種統計報表并作深入分析，為決策提供依據；系統還將優化數據更新機制，使 數據更新能夠更準確、及時、高效，確保數據的現勢性，以促進系統更廣泛深入的應用。

    參考文獻

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